淺析聲輻射壓力觸覺反饋：全沉浸式VR的巨大進步

根據(jù)百度百科：“聲輻射壓力是反映流體媒質(zhì)中傳播的聲波，入射到一個障礙物上，在其上所產(chǎn)生的前向平均壓力，其方向與聲傳播的方向相同。與交變的聲壓不同，它是由流體媒質(zhì)的非線性所引起。用數(shù)學(xué)方程描述聲波在流體媒質(zhì)中的傳播規(guī)律時，常認為聲壓不大，因而略去方程中的二階小量。正是這些二階小量構(gòu)成聲輻射壓力。”

聲輻射壓力是一種觸覺反饋系統(tǒng)，與人耳聽不見的聲音相作用（通常是超聲波）。聲輻射壓力可由產(chǎn)生特定聲波的揚聲器構(gòu)成，這種聲波會在特定位置產(chǎn)生壓力密度的差異。簡單來說，超聲波在壓力之下會出現(xiàn)形狀的改變，并模擬出一種虛構(gòu)的形狀和力度，而這種壓力就被稱為聲輻射壓力。聲輻射壓力與聲能量密度成正比。

一個很好的類比是激光/氣泡技術(shù)（使用激光在玻璃上制作不同的氣泡形狀）。一束激光的熱度不足以影響玻璃，但當兩個光束相交的時候，它們的力量就會疊加并影響玻璃，從而制作出氣泡圖案。交叉的超聲波束也如此。在結(jié)合諸如英特爾RealSense這樣的手部追蹤技術(shù)后，聲輻射壓力光束可以創(chuàng)造出一些阻力或紋理的錯覺。

聲輻射壓力（ARP）可能是觸覺反饋中的重大突破。虛擬現(xiàn)實應(yīng)用可以利用該系統(tǒng)的潛在優(yōu)點來提供其他其他觸覺套裝或控制器所不能實現(xiàn)的沉浸感水平。這是朝著完全沉浸式VR所邁出的巨大一步。

這項技術(shù)最早見于2009年的日本。東京大學(xué)的一組研究人員測試了一項“Airborne Ultrasound Tactile Display”（懸空超聲波觸覺顯示技術(shù)）的新技術(shù)，通過超聲波來產(chǎn)生某種可觸摸的全息圖。

其中一名研究人員表示：“雖然我們可以‘看到’全息圖像，就好像它們真的漂浮在我們面前，但我們不能‘觸摸’他們，因為它們只是光線。該項目為3D自由空間中的懸浮圖像添加了觸覺反饋。觸覺這種感覺需要與物體相接觸才能形成，但在工作空間中包括一個刺激器會稀釋全息圖像的外觀。而懸空超聲觸覺顯示器可以在用戶的手上產(chǎn)生觸覺，同時不會有任何直接的接觸，也不會稀釋全息投影的質(zhì)量?！?/p>

新技術(shù)會使用超聲波向用戶傳輸觸覺。用戶無需接觸就能感覺到按鈕，或是在與虛擬物體交互時獲得觸覺反饋。YiVian多次報道的Ultrahaptics開發(fā)了超聲波觸覺技術(shù)，可讓你在半空中就能觸摸到物體，無需佩戴任何設(shè)備或觸摸任何東西。

聲輻射壓力的潛在應(yīng)用有：

·汽車：手勢識別控制將有助于司機擺脫物理按鈕和復(fù)雜操作界面的限制。

·家用電器：免觸摸控制將讓你通過簡單的揮動手部就能管理所有的廚房電器、控制你的冰箱或降低烤爐的溫度，所有這一切都無需觸摸任何東西。

·游戲和計算：人之本性告訴我們，當小孩子希望得到某樣?xùn)|西或希望進行探索時，他們會首先伸出手去，嘗試去觸摸和感受。無論是游戲、社交、開發(fā)、觀看成人娛樂視頻或?qū)W習(xí)，為了體驗完整的3D世界，我們都需要一種身臨其境的3D感覺。

·消費電子：聯(lián)網(wǎng)家庭需要一個連接界面。你可以通過揮動手部來控制照明、電視、音樂和恒溫器等等，或者只需在空中輕輕一點即可。

對于無限可用的聲輻射壓力而言，這只是眾多潛在應(yīng)用的其中一部分。特別是虛擬現(xiàn)實，超聲波觸覺技術(shù)可以成為重要的顛覆力量。想象一下，這種技術(shù)與VR游戲或VR成人娛樂產(chǎn)業(yè)相結(jié)合的情形，其交互性將會大為提升。我們已經(jīng)等不及要看看配備這種神奇新技術(shù)的未來。